Как появился штрих-код
Штриховой код (штрихкод, штрих-код) - графическая информация, наносимая на поверхность, маркировку или упаковку изделий, представляющая возможность считывания её техническими средствами - последовательность чёрных и белых полос либо других геометрических фигур.
Потребность в автоматическом расспознавании товара на складе у торговцев возникла задолго до изобретения штрих-кодов и сканнеров. Первоначально в качестве кандидата на роль средства по учету за реализацией продукции выдвигались перфокарты. В 1932 г. американский студент одного из коммерческих учебных заведений по имени Уоллес Флинт опубликовал базовые тезисы, в которых он представил модель идеального супермаркета.
По его теории покупатели должны были производить отбор продуктов в торговом зале посредством прокалывания специальных карточек. На кассе предполагалось размещать считывающие устройства, куда каждый вставлял бы свою перфокарту с пробитыми в определенной последовательности дырками, соответствующими выбранному списку товаров. После процесса идентификации должен был приводиться в действие ленточный конвейер, который и доставлял бы отобранные покупки к кассе. Такой метод мог также существенно упростить ведение учета покупок для управляющего персонала. Однако эти мечты так и не были по-настоящему воплощены в жизнь. Главной проблемой того времени было то, что считывающее оборудование представляло собой машины гигантских размеров и стоило невероятно дорого. Кроме того, американская экономика находилась тогда на самом пике Великой депрессии, и владельцам магазинов было не до нововведений, поэтому проект, по сути, так и остался на бумаге. И все же идеи Флинта определили ориентиры на будущее...
Первые шаги в сторону разработки штрих - кодов в том виде, как они выглядят сейчас, были сделаны в 1948 г. Как и множество великих открытий, изобретение штрих-кода стало делом случая. Бернард Силвер, аспирант Дрексельского института технологии в городе Филадельфия, оказался невольным свидетелем разговора, в котором владелец местной продовольственной компании просил декана одного из факультетов провести исследование по вопросу автоматического сбора информации непосредственно у касс супермаркета. Декан отклонил просьбу бизнесмена, однако Силвер передал суть беседы своему другу Норману Джозефу Вудленду - 27-летнему аспиранту и преподавателю того же института.
Проблема очень заинтересовала Вудленда, и он с головой окунулся в работу. Сначала он планировал использовать для нанесения уникальной для каждого товара маркировкичернила, которые должны были светиться под каким-нибудь источником ультрафиолетового света. Молодые люди соорудили пробный образец такого устройства, однако, сразу же столкнулись с рядом препятствий - от ненадежности чернил до высокой себестоимости печати. Тем не менее, это не остановило новаторов. Вудленд, собрав деньги, накопленные в результате биржевых спекуляций, покинул институт и отправился к своему деду во Флориду, где собирался продолжить свои исследования.
Через несколько месяцев работы он пришел к варианту линейного штрих-кода, использовавшего элементы двух хорошо известных на тот период технологий кодирования: звуковых треков к кинофильмам и азбуки Морзе. Азбука Морзе стала прототипом отображения нового кода - Вудленд просто вытянул вниз точки и тире, что привело к рисунку, похожему на последовательность черных широких и узких линий, разделявшихся белыми пробелами. Метод озвучивания кинофильмов, внедренный Ли де Форестом в 20-х гг. прошлого века, лег в основу процесса считывания штрих-кода. Де Форест печатал маркировку, состоявшую из определенных элементов различного уровня прозрачности, прямо на краю пленки. Затем он пускал на нее луч света в тот момент, когда шел фильм. Чувствительная трубка, размещенная на другом конце проекционного аппарата, преобразовывала сигналы от изменения яркости в электрические волны, которые в свою очередь конвертировались в звук посредством динамиков. Вудленд решил воспользоваться подобным методом для интерпретации отражения света, меняющегося при переходе от узких линий к длинным и наоборот. Впоследствии Вудленд посчитал, что код в виде концентрических окружностей будет гораздо удобнее для считывания с любого угла, чем код, составленный из прямых линий.
В 1949 г. Вудленд и Силвер запатентовали свое изобретение, а через два года Вудленд получил приглашение поработать в IBM, где, как он надеялся, его идея должна была получить поддержку. Друзья снова приступили к конструированию - теперь уже они пытались построить подобие современного сканера. Еще несколько месяцев напряженного труда - и появился аппарат, облаченный в черную защитную материю и имевший размеры письменного стола. Он состоял из двух ключевых компонентов: 500-Вт лампы накаливания, служившей источником света, и фото увеличительной трубки для улавливания светового сигнала. Вся конструкция была соединена с осциллоскопом. Изобретатели проводили кусок бумаги с нарисованными на ней линиями сквозь тонкий луч, излучавшийся лампой. Затем луч, отражаясь, попадал на трубку, а осциллоскоп отображал полученные сигналы в виде синусоид. Несмотря на то, что в один прекрасный момент бумага задымилась, Вудленд и Силвер смогли смело заявить, что создали прототип устройства, способного в электронном виде считывать отпечатанную маркировку.
Казалось, дело за малым. Оставалось лишь перевести электронные кривые в удобоваримую форму, понятную любому, самому простому человеку. Естественно, что решение подобной проблемы предполагалось возложить на плечи компьютера. Однако выяснилось, что тогдашние машины были крайне неудобны в управлении, выполняли лишь простейшие вычисления, а по сему не справлялись с поставленной задачей. И, кроме того, они имели огромные размеры, так что не могло быть и речи об установке хотя бы одной такой ЭВМ в супермаркете. К тому же, сам процесс псевдосканирования был неэффективным. Лампа излучала слишком много света, а трубка воспринимала лишь небольшую его часть, остальное выливалось в малоприятные для человека ощущения от высвобождения тепловой энергии. Да и риск повредить зрение был весьма велик. Стало ясно, что без доступного и удобного способа сканирования и обработки данных, идея Вудленда и Силвера была обречена на провал. IBM решила приостановить сотрудничество с изобретателями, в то время как другие компании продолжили исследования в этой области.
Прошло несколько лет, прежде чем был изобретен лазер - отличная альтернатива мощной лампе накаливания. Тонкий гелиево-неоновый луч, двигаясь по изображению штрих-кода, поглощался черными полосками и отражался белыми. Таким образом, генерировались четкие сигналы по принципу да/нет. С помощью лазера можно было сканировать с расстояния от пары сантиметров до одного метра, причем под разными углами. Это было крайне важным, поскольку существенно облегчило бы жизнь работникам кассовых аппаратов, а соответственно, значительно повысило бы скорость обслуживания покупателей.Наконец весной 1971 г. на одном из саммитов крупных деятелей торговли компания RCA продемонстрировала вполне работоспособную систему нанесения и считывания кругообразного штрих-кода с использованием сканирующей лазерной установки. Эта новинка привлекла внимание огромного количества участников встречи. Вскоре RCA начала тестирование своей системы в одном из магазинов Цинциннати. Правда, результаты оказались несколько отличными от ожидаемых. Основным неудобством кругообразного штрих-кода была невозможность считывания данных в тех случаях, когда чернильные круги при печати чуть-чуть съезжали в сторону и образовывали слегка смазанное изображение.
Между тем, IBM не могла не отметить, что она рискует остаться в стороне от очень привлекательной сферы приложения капитала, обладающей невероятным потенциалом. Руководители компании тут же вспомнили, что еще в начале 50-х гг. у них работал человек, идея которого теперь воплотилась в жизнь и успешно продвигалась конкурентами. Вудленд был снова рекрутирован IBM и наряду с другим ее сотрудником Джорджем Лаурером сыграл одну из значимых ролей в разработке наиболее популярной на сегодня версии штрих-кода - UPC (Universal Product Code).
В итоге элегантное решение IBM в виде UPC-кода выиграло своеобразную битву стандартов у разработок RCA и им подобных. Дата 3 апреля 1973 г. считается официальным днем рождения штрих-кода, ставшим самым выдающимся событием в истории современной логистики.Надо сказать, что еще до принятия UPC на складах, фабриках, в библиотеках и прочих автономных предприятиях и учреждениях применялись различные системы кодирования, применявшие свой собственный шифр. Где-то использовались только буквы, где-то - одни цифры, в отдельных местах - и то и другое. После внедрения универсального штрих-кода любой промаркированный продукт мог быть легко идентифицирован в любом соответствующим образом оборудованном магазине или на складе. Конечно, такая стандартизация потребовала от промышленных компаний и предприятий сферы торговли дополнительных расходов на закупку принтеров, сканеров, персональных компьютеров для организации автоматизированных рабочих мест в первую очередь кассиров и складских работников. Однако через пару лет во всех организациях затраты окупались сполна.
Тем временем в результате стремительного распространения штрих-кода обнаружилась новая проблема - стандартизация и контроль над набирающим силу явлением. В самом деле, возникла острая необходимость в создании специального органа, который взял бы на себя заботу о регламентации применения штрих-кода, а также о регистрации и выдаче индивидуальных номеров новым предприятиям, желающим маркировать свою продукцию. Так в Соединенных Штатах возник Совет по универсальному штрих-коду - UCC, который и взял на себя не только указанные функции, но и значительно расширил границы своих интересов.
В настоящее время существует несколько типов штрих кодов, в целом имеющих общий вид. Самыми распространенными являются коды UPC и EAN. Внешне они очень похожи. Главное сходство - представление кода в виде линий и пробелов (для считывания сканнером) и дублирование информации цифрами (для обработки вручную людьми в случае технических сбоев) в нижней части маркировки. Линии и пробелы определенной ширины представляют собой графическое исполнение двоичного кода (0 - пробел, 1 - штрих), в котором и выражается каждая отдельно взятая цифра.
Другая характерная черта - разделение цифр и линий на две самостоятельные части. Левая образует номер, закрепленный за отдельной компанией. Выдачей таких номеров занимаются UCC в Северной Америке и EAN в Европе. Существуют локальные ассоциации, ведущие аналогичную деятельность, например JAN в Японии. Правая часть кода обозначает конкретный товар. Причем, даже если какое-то подразделение, скажем, компании Pepsi Cola разливает один и тот же напиток по бутылкам разной емкости, каждая их них будет иметь штрих-код с одинаковой левой частью, но с абсолютно разной правой. Это справедливо для любой фирмы, использующей маркировку UPC/EAN.
Код UPC версии A. Этим кодом маркируется большинство продукции, производящейся в Северной Америке.В то же время отдельные модификации штрих-кода имеют и свои структурные особенности:
UPC (Universal Product Code). Существует в нескольких версиях. Наиболее распространенным является код UPC версии A (UPCA). Это 12-разрядная маркировка, состоящая из 10 основных цифр и двух вспомогательных. Первая цифра - вспомогательная и обозначает тип продукта. Следующие пять цифр - код производителя. После двойной разделительной полосы идет другая группа из пяти цифр, несущая информацию о самом продукте. И, наконец, последняя цифра - контрольная, и предназначена она исключительно для сканера и компьютера, чтобы определить корректность считывания всего кода.
EAN (European Article Numbering). Также как и UPC бывает нескольких видов, и вообще является логическим его продолжением, хотя и использует отличную от UPC систему преобразования цифр в штрих-код. Поэтому сканеры, способные распознать EAN-код, без проблем считают и код UPC, а вот обратное - не всегда верно. В основном сегодня применятся тип EAN-13, т. е. 13-разрядный штрих-код, в котором первые две-три цифры обозначают код страны, где был зарегистрирован и выдан данный код. Например, диапазон от 00 до 13 зарезервирован за США, от 460 до 469 - за Россией, 50 - за Великобританией и т.д. Число 977 соответствует специальному номеру для периодических изданий (ISSN), а 978 - для книг (ISBN). 13-значный код Европейской ассоциации по учету товарной номенклатуры. Первые две-три цифры отвечают за код страны, выдавшей его.
UPCE. Это еще один широко применяемый тип штрих-кода, являющийся укороченной версией UPCA. Цель, преследовавшаяся при его создании, - сократить размеры символа за счет удаления повторяющихся нулей. Данный код удобен для маркировки малогабаритной продукции. Следует упомянуть и о других вариантах - UPC-версий B, C и D, которые адаптированы под особенности отдельных отраслей производства.
EAN-8. По аналогии с UPCE он относится к разновидности стандартного кода EAN-13. Это сокращенный 8-разразрядный вариант. Другой вариант штрих-кода EAN, применяющийся исключительно в Японии, JAN-код.
Все современные штрих коды позволяют производить процесс сканирования под любым углом, причем идентифицироваться может как весь код целиком, так и по составным частям. Вероятность правильного считывания с первого раза составляет около 99%, что говорит о достаточно высокой надежности данной технологии.
Очевидно, что штрих-кодирование принимает сегодня мировые масштабы и становится неотъемлемым атрибутом современной упаковки. Не удивительно, что дальнейшая глобализация экономики расширяет сферы применения кодов системы EAN/UCC и саму структуру кодирования. Уже сейчас начинается постепенный переход к универсальному 14-разрядному штрих-коду. Параллельно идут разработки и активное использование специализированных методов маркировки, например кода EAN/UCC-128, являющимся продвинутым средством кодирования по наиболее полному спектру товарных характеристик.
Любая компания, вступившая в ряды EAN/UCC, существенно повышает эффективность собственной деятельности. Применение различных стандартов EAN/UCC создает очевидные преимущества в области логистики, снижает затраты на бумажную работу, сокращает время между заказом и доставкой продукции, увеличивает точность расчетов и усиливает контроль над всей цепочкой процессов транспортировки, хранения и реализации товаров. Многие предприятия реально ощущают экономический эффект от внедрения систем кодирования EAN/UCC, поскольку все они, сохраняя за собой безусловное право строить внутренний производственный процесс по собственному усмотрению, используют одни и те же методы при работе со своими торговыми партнерами.
Сейчас уже нельзя сказать точно, какая компания первой получила свой номерной штрих-код, однако общеизвестно, что первым товаром, прошедшим под лучом сканера на кассовом аппарате была упаковка жевательной резинки Wrigley?s. На фотографии, сделанной в Американском историческом музее в Вашингтоне, видна сама "героиня" и надпись, гласящая, что 26 июня 1974 г., в 08:01 один из работников супермаркета Marsh в городе Троя, штат Огайо, произвел первую продажу с использованием UPC-кода и сканирующей системы NRC. Объектом сканирования была упаковка, состоявшая из 10 пачек жвачки Juicy Fruit. Это послужило началу глобальных изменений в розничной торговле. Уже через несколько лет большинство продукции на полках крупных магазинов было промаркировано штрих кодом UPC.